湘潭西门子专业授权代理商

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在工程设计过程中，经常会遇到远程终端单元（rtu）与plc进行通讯的问题。plc和rtu都适用于环境比较恶劣的工业场所，特别是在煤矿井下变电所，一般都设置远动终端。有时候需要在原有的plc控制系统上进行变电所系统的接入，这时可以采用以plc作为集中控制单元，并配以触摸屏作为hmi，然后通过plc与rtu的通讯实现井下变电所的集中控制。rtu主要有两类通讯规约：一类是循环式数据传送规约，另一类是问答式传送规约。cdt规约即属于前者，本文主要分析如何利用西门子通讯模块cp340来解析cdt规约。

2 cdt规约简单介绍

部颁cdt循环规约是早期电力部颁布的一套远动规约标准，是电力系统中广泛运用的协议之一。它规定了电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等，适用于点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动设备与系统，多用于rtu设备和后台主站之间的通信［1］。

3 cdt规约特点

cdt规约的数据以帧格式循环发送，根据需要传送的数据的类型和重要性不同，分为：重要遥测（a帧）、次要遥测（b帧）、一般遥测（c帧）、遥信状态（d1帧）、电能脉冲数据（d2）帧、事件顺序记录（e帧）。帧结构如表1所示，每帧都以同步字开头，并有控制字，除少数帧外均应有信息字。信息字的数量依实际需要设定，帧长度可变。

4 帧系列传送顺序

帧系列可根据需要安排传送顺序，通常有下列3种方式［1］：

（1）固定循环传送，用于传送a、b、c、d1、d2帧。

（2）帧插入传送，用于传送e帧（e帧长度不得大于a帧）。soe信息可能连续出现，当轮到发送e帧时用软件指针定好发送界限，后续出现的可归到下一次e帧时再送。

（3）信息字随即插入传送，具体插入的方式如下：①变位遥信、遥控命令的返校信息、升降命令的返校信息等刚一产生就应插入当前帧的信息字传送，若当前帧是a、b、c、d帧，则原信息字被取代，插入的信息在本帧内连续（重复）三次（原帧长度不变，不许跨帧），以便接收端利用3取2原则作出判决。若本帧空间不够连续重复三次，则全部改为下一帧插入传送。当前帧如是e帧，则应在soe完整字之间插入，帧长度相应加长。②对时的子站时钟返回信息也插入传送，但仅传送一遍，其余与上述同。

图1为各种帧类别均需传送，当需要以帧插入方式传送e帧时，即在头所指处插入传送，并按规定连送三遍

PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从**条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回**条，如此周而复始不断循环。PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当PLC处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。

1．输入处理

输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通端状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映象寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。  

2．程序执行

根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而变化。  

3．输出处理  

程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。

（1）编程简单，使用方便

梯形图是使用得较多的可编程序控制器的编程语言，其符号与继电器电路原理图相似。有继电器电路基础的电气技术人员只要很短的时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序，梯形图语言形象直观，易学易懂，。

（2）控制灵活，程序可变，具有很好的柔性

可编程序控制器产品采用模块化形式，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，不用改变硬件，方便快速地适应工艺条件的变化，具有很好的柔性。

（3）功能强，扩充方便，性能价格比高

可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的逻辑判断、数据处理、PID调节和数据通信功能，可以实现非常复杂的控制功能。如果元件不够，只要加上需要的扩展单元即可，扩充非常方便。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。

（4）控制系统设计及施工的工作量少，维修方便

可编程序控制器的配线与其它控制系统的配线比较少得多，故可以省下大量的配线，减少大量的安装接线时间，开关柜体积缩小，节省大量的费用。可编程序控制器有较强的带负载能力、可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。一般可用接线端子连接外部接线。可编程序控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能，便于迅速地排除故障。

（5）可靠性高，抗干扰能力强

可编程序控制器是为现场工作设计的，采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，硬件措施如屏蔽、滤波、电源调整与保护、隔离、后备电池等，例如，西门子公司S7-200系列PLC内部EEPROM中，储存用户原程序和预设值在一个较长时间段（190小时），所有中间数据可以通过一个**级电容器保持，如果选配电池模块，可以确保停电后中间数据能保存200天。软件措施如故障检测、信息保护和恢复、警戒时钟，加强对程序的检测和校验。从而提高了系统抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，可编程序控制器已被广大用户公认为较可靠的工业控制设备之一。

（6）体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化”特有的产品